Шихта и способ изготовления топливных брикетов


 


Владельцы патента RU 2546112:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет (КемГУ) (RU)

Изобретение относится к шихте, содержащей каменный уголь и связующие добавки, при этом в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля и в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об. Изобретение относится также к способу изготовления топливных брикетов из шихты, включающему измельчение и перемешивание компонентов шихты, при этом после перемешивания производят отделение воды, экструзию смеси, сушку и упаковку брикетов. Технический результат изобретения заключается в улучшении экологии, повышении экономической эффективности переработки каменного угля, снижении количества отходов, увеличении количества тепла при сжигании угля. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к энергетической промышленности, а именно к переработке отходов, образующихся при сжигании каменного угля в топках котельных, тепловых станций, бытовых печах (золошлаковые отходы), отходов обогащения каменного угля и породы, содержащейся в угле (минеральные примеси).

Известен способ приготовления водоугольной суспензии (патент SU 1467987, МПК C10L 1/32, опубл. 20.05.2003), включающий дозированную подачу угля, воды и реагента-пластификатора на мокрое измельчение до размера угольных частиц не более 250 мкм и их смешение. Для стабилизации свойств водоугольной смеси непрерывно замеряют влажность и зольность угля.

Недостаток этого способа заключается в том, что водоугольная суспензия не пригодна для приготовления топливных брикетов.

Известен способ получения водоугольного топлива на основе каменных углей (патент RU 2439131, МПК C10L 1/32, В02С 19/00, В02С 19/18, опубл. 10.01.2012), которое может быть использовано для сжигания в котлах, печах и других установках объектов теплоэнергетики.

Недостаток способа заключается в том, что происходит недожог каменного угля с содержанием до 40-43% в отходах золошлака.

Перечисленные способы не решают проблемы полного сжигания каменного угля, и в результате образуются золошлаковые отходы в количествах до 40-50% от общей массы, в которых содержится до 40-43% каменного угля.

Наиболее близким к изобретению является состав для получения топливных брикетов (патент RU 2298028, МПК C10L 5/10, C10L 5/28, опубл. 27.04.2007), содержащих связующее (8-9%) от массы твердого топлива, коксовую мелочь 50-80%, термоантрацитовую мелочь 20-50%. В качестве связующего используют лигносульфонат, модифицированный 3-5% нефти или нефтепродуктов. Брикетирование смеси осуществляют под давлением 25 МПа.

Недостаток способа заключается в том, что используется высококачественное и дорогое сырье: коксовая мелочь, термоантрацит, нефть и нефтепродукты. Твердое сырье подвергается дополнительной обработке (измельчению), что усложняет технологию и увеличивает затраты на производство, и при сжигании брикетов образуются отходы - золошлаковая смесь, содержащая до 20-40% несгоревшего углерода.

Задачей предлагаемого изобретения является переработка отходов энергетической промышленности, содержащих 25-30% углерода, золошлаковой смеси, образующейся при сжигании каменного угля в котельных и содержащей до 43% углерода, и отходов обогащения каменного угля с содержанием до 85% углерода.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в каменный уголь добавляют недогоревшую золошлаковую смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля, при этом в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.

После измельчения и перемешивания компонентов шихты производят отделение воды, экструзию смеси, сушку, упаковку брикетов.

Сущность состава шихты и способа изготовления топливных брикетов заключается в следующем.

В прототипе для получения топливных брикетов применяют высококачественное сырье: коксовую мелочь 50-80%, термоантрацит 20-50%, нефть и нефтяные продукты 3-5%. В качестве связующего применяют лигносульфонат, при этом твердое сырье подвергают измельчению, а брикетирование смеси осуществляют под давлением 25 МПа. Все компоненты сырья являются дефицитными и обладают высокой стоимостью, а измельчение сырья является дорогостоящим, что не позволяет организовать крупное производство.

Полученные брикеты сжигаются по известным технологиям в котельных, бытовых печах, бытовых каминах. Сжигание брикетов по известным технологиям приводит к тому, что после сжигания в отходах (золошлаковые смеси) остается до 43% несгоревшего углерода, а золошлаковые отходы не находят применения и складируют в отвалы.

В предлагаемом изобретении из отходов сжигания углей изготавливаются брикеты, в которых после сжигания остается не более 0,3-1,3% углерода, в шихту которых добавляют алюминиевый порошок 1-3%, а в качестве связующего используют известняк 13-18%, остальное - уголь, отходы обогащения угля и шлака котельных, что позволяет получить дополнительное тепло по сравнению с известными способами.

В качестве активаторов применяют каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, керосин, дизельное топливо, отработанное машинное масло.

Твердые компоненты предлагаемого изобретения подвергаются измельчению до крупности менее 0,16 мм, а затем шихту активируют любым из указанных компонентов путем смачивания, при этом твердые горючие компоненты покрываются слоем активатора. В результате при сжигании увеличиваются температура горения углерода и полнота сжигания.

Алюминиевый порошок является высокоактивным химическим реагентом, и при его горении развиваются высокие температуры, что способствует более полному сжиганию углерода. Одновременно наблюдаются реакции взаимодействия алюминия с минеральными примесями угля с образованием вяжущих минералов СА [Ларина З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. - М.: Стройиздат, 1977].

Алюминат кальция при гидратации (при изготовлении бетонов) образует ряд высококачественных вяжущих материалов:

САН6, С4АН11, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O, 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O, 3СаО·Al2O3·CaCO3·11H2O, САН10,

С2АН8, C2FHX, C2(AF)HY.

Таким образом, применение алюминиевого порошка позволяет повысить температуру процесса сжигания угля, увеличить полноту сжигания угля, получить дополнительное количество тепла и получить минеральный материал с вяжущими свойствами [Ларина З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. - М.: Стройиздат, 1977. - С.81-143].

Для повышения качества брикетов в шихту добавляют известняк, который при высоких температурах 1100-1300°C разлагается с образованием CO2 и СаО. Оксид кальция при указанных температурах реагирует с минеральными примесями каменного угля с образованием вяжущих минералов.

Для изготовления топливных брикетов предназначается технологический процесс - экструзия. Для экструзии применяется машина специальной конструкции - экструдер.

Пример. Для эксперимента применяли котельные шлаки г. Новокузнецка, каменный уголь шахты «Коксовая» (г. Прокопьевск).

В опытах 1-7 (Таблица) в золошлаковую смесь добавляли 10% пыли каменноугольной, 5% отходов обогащения угля, смесь измельчалась до крупности менее 0,16 мм.

В качестве активизатора твердых материалов применяли коксохимическую смолу. Содержание алюминиевой пудры во всех опытах составляло 1,5%. Из полученных смесей изготовили в лабораторных условиях брикеты, которые просушили при 115°C и подвергали сжиганию.

Содержание углерода во всех опытах составляло от 0,3 до 1,3%. Полученную золошлаковую смесь смешали с двуводным гипсом, размололи до крупности 350 м2/кг, получили вяжущее.

В предлагаемом способе образуется золошлаковая смесь с низким содержанием углерода, которая является высококачественным строительным материалом, пригодным для изготовления цементов, бетонов, растворов, сухих строительных смесей.

Технический результат - полное сжигание топлива в отходах, улучшение экологии, повышение экономической эффективности переработки каменного угля, снижение количества отходов, увеличение количества тепла при сжигании угля. Производство высококачественного строительного сырья на основе вяжущего, получаемого при сжигании топливных брикетов.

Источники информации

1. Заявка на изобретение. Способ приготовления водоугольной суспензии. Авторы Костовецкий С.П. и др. Опубликовано 20.05.2003. Заявка 4258657/04, 23.04.1987.

2. Заявка 2010128963/09, 13.07.2010. Опубликовано 10.01.2012. Способ получения водоугольного топлива. Авторы: Скворцов Л.С. и др.

3. Патент RU 2298028 C1, МПК C10L 5/10, C10L 5/28 (2006.01).

4. Ларина З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. // М., Стройиздат, 1977, с.272.

1. Шихта, содержащая каменный уголь и связующие добавки, отличающаяся тем, что в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля, при этом в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.

2. Способ изготовления топливных брикетов из шихты по п.1, включающий измельчение и перемешивание компонентов шихты, отличающийся тем, что после перемешивания производят отделение воды, экструзию смеси, сушку, упаковку брикетов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, где в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, пресс-форму предварительно нагревают до температуры 40-50ºС, а брикетирование смеси под давлением производят ступенчато, для чего сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм, с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, где в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, смесь коксовой пыли и связующего нагревают до 100°C, прессуют ступенчато: сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин, готовый топливный брикет прокаливают при температуре 250-300°C без доступа воздуха в течение 10-12 мин.

Изобретение может быть использовано в коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также в цветной металлургии. Способ получения формованного кокса из углеродсодержащего материала включает стадии нагрева нефтяного полукокса, формования под давлением с получением сырых формовок и их последующее коксование.

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из низкосортного топлива для использования в малой энергетике и для коммунально-бытовых нужд при производстве топлива для сжигания.
Изобретение относится к производству формованного топлива, а именно высокоуглеродосодержащих топливных брикетов, которые могут быть использованы для плавки чугуна в вагранках, при получении карбида кальция, карбида кремния, минеральных волокон и других материалов.

Изобретение относится к области производства твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано на предприятиях по производству коммунально-бытового топлива.
Изобретение относится к получению технологического топлива для использования в шахтной и обжиговых процессах. .
Изобретение относится к технологии производства брикетированного топлива и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, в металлургической и химической промышленности.

Изобретение относится к способу получения формованных изделий, в частности брикетов, из смеси с размером зерна от мелкого до среднего с применением связующего. .

Изобретение относится к области твердотопливных брикетов, состоящих, в основном, из углеродсодержащих материалов и получаемых с помощью органического или неорганического связующего.
Изобретение относится к производству твердого топлива и может быть использовано в металлургической, строительной и других отраслях промышленности, а также в котельных для отопления.

Изобретение относится к области производства твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано на предприятиях по производству коммунально-бытового топлива.

Изобретение относится к способу получения топливного брикета из угольных и древесных отходов, предназначенных для каминов, походных печек, самоваров, угольных утюгов, для приготовления пищи, обогрева жилых и хозяйственных помещений, особенно в районах, не имеющих природных топлив (дров, каменного угля, торфа и т.д.), для отопления железнодорожных вагонов, бытовок для рабочих и военнослужащих, для использования в промышленности при выплавке высокочистых металлов и в кузнечном производстве.

Изобретение относится к области переработки промышленных отходов деревообработки и может быть использовано при производстве экологически чистых топливных брикетов для бытовых нужд.

Изобретение относится к производству на основе осадков городских сточных вод (ОСВ) топливных брикетов, которые могут найти применение в качестве заменителя природного твердого топлива в быту, теплоэнергетике, а также как растопочные средства для розжига.

Изобретение относится к технологии производства брикетированного топлива для бытовых и промышленных топок, для коксования, в металлургической и химической промышленности.

Изобретение относится к подготовке связующего и может быт использовано в коксохимической, нефтехимической, химической промышленности для подготовки связующих при получении графитированных электродов, брикетов, коксовании частично брикетированных шихт, в дорожном строительстве при приготовлении асфальтобетонных смесей и др.
Изобретение относится к составу для получения топливного брикета, который содержит термообработанную угольную мелочь и остатки нефтепереработки в качестве связующего вещества, при этом он содержит термообработанную угольную мелочь до влажности не более 4-5%, термообработанный до влажности не более 4-5 % сульфатный гидролизный лигнин, который нейтрализован раствором в соотношении Т:Ж как 1:5 гашеной извести в количестве 1,34 кг на тонну сульфатного гидролизного лигнина и подвергнут механической активации, при следующем соотношении компонентов, масс.%: термообработанная угольная мелочь - 74-75%, сульфатный гидролизный лигнин - 11-15%, остатки нефтепереработки - 15-10%.
Наверх